[發明專利]一種可實現環轉運動的并聯假手腕關節

在審

• 申請號: 201810209046.2
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108852565A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 李劍鋒;周帥鋒;張雷雨;張凱;陳瑩;張子康;劉鈞輝;曹強
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61F2/58
• 分類號: A61F2/58
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明涉及一種假手腕關節，具體涉及一種可實現環轉運動的并聯假手腕關節，包括基座、動平臺，約束支鏈，第一主動支鏈和第二主動支鏈：所述約束支鏈包括中間連桿和中間連接件，所述第一主動支鏈包括第一上連桿、第一推桿式線性驅動器、第一下連桿，所述第二主動支鏈包括第二上連桿、推桿式線性驅動器、第二下連桿。本發明可實現假手腕關節屈伸、旋內旋外以及環轉運動，具有剛度高、承載能力強、精度高、仿生性和功能性強等優點。

技術領域

本發明涉及一種假手腕關節，具體涉及一種可實現環轉運動的并聯假手腕關節。

背景技術

一直以來，上肢假肢用戶逐步提高了他們對假肢功能性、機動性、控制易度的要求，而配備主動手腕的假肢往往是被假肢設計人員忽視的層面。

人民軍醫出版社出版的《骨關節功能解剖學》(第六版第四章152頁)認為人體腕關節不僅可以實現屈伸、側偏和旋內旋外運動，還可以實現環轉運動，即屈伸和旋內旋外的復合運動，而手腕環轉運動在生活中起著重要作用。中國專利CN02178574A提出一種假手腕關節，通過齒輪傳動可實現手腕屈曲。中國專利CN204800661U提出一種仿人手腕裝置，采用串聯機構實現手腕的屈伸和旋內旋外。

傳統假手腕關節都是采用串聯機構組成關節實現手腕多個自由度的運動，導致手腕重量大、精度低、承載能力小。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可實現環轉運動的并聯假手腕關節，該假手腕關節重量輕、剛度大、精度高、承載能力強，可實現手腕的屈伸、旋內旋外以及環轉運動，功能性更強。

一種可實現環轉運動的并聯假手腕關節，其特征在于：包括基座、動平臺，約束支鏈，第一主動支鏈和第二主動支鏈。

所述基座上固連有對稱分布的第一固定座和第二固定座。

所述動平臺上固連有呈等邊三角形分布的第三固定座、第四固定座和第五固定座。

所述約束支鏈包括中間連桿和中間連接件，所述中間連桿一端與基座垂直固連，另一端通過第一轉動副與中間連接件連接，中間連接件另一端通過第二轉動副與動平臺上的第三固定座連接。

所述第一主動支鏈包括第一上連桿、第一推桿式線性驅動器和第一下連桿，所述第一推桿式線性驅動器包括第一內桿和第一外桿，第一內桿通過第一移動副與第一外桿連接，所述第一上連桿一端通過第一球副與動平臺上的第四固定座連接，另一端與第一推桿式線性驅動器第一內桿固連，所述第一下連桿一端與第一推桿式線性驅動器第一外桿固連，另一端通過第一十字連接件與基座上的第一固定座轉動連接，所述第一十字連接件包括第三轉動副和第四轉動副。

所述第二主動支鏈包括第二上連桿、第二推桿式線性驅動器和第二下連桿，所述第二推桿式線性驅動器包括第二內桿和第二外桿，第二內桿通過第二移動副與第二外桿連接，所述第二上連桿一端通過第二球副與動平臺上的第五固定座連接，另一端與第二推桿式線性驅動器第二內桿固連，所述第二下連桿一端與第二推桿式線性驅動器第二外桿固連，另一端通過第二十字連接件與基座上的第二固定座轉動連接，所述第二十字連接件包括第五轉動副和第六轉動副。

所述第一轉動副軸線與所述第二轉動副軸線垂直相交，且第一轉動副軸線與基座垂直，第二轉動副軸線與基座平行，所述第三轉動副軸線與第四轉動副軸線垂直相交，且第三轉動副軸線與基座平行，第四轉動副軸線與所述第一移動副軸線垂直相交，所述第五轉動副軸線與所述第六轉動副軸線垂直相交，且第五轉動副軸線與基座平行，第六轉動副軸線與第二移動副軸線垂直相交。

所述第一移動副和所述第二移動副分別被驅動，所述第一主動支鏈和所述第二主動支鏈共同控制所述動平臺的位置和姿態，實現兩個轉動自由度，兩轉動自由度轉軸分別與所述第一轉動副軸線和所述第二轉動副軸線重合。

與現有發明比本發明的有益效果是：重量輕、剛度大、精度高、承載能力強，可實現手腕的屈伸、旋內旋外以及環轉運動，功能性更強。